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Vulcanologa fsica
Dr. Marco Rivera
Observatorio Vulcanolgico del INGEMMETArequipa, 11 de Agosto de
2014
Puyehue Cordn Caulle (Chile) Junio 2011
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Temas
1. Primera Parte : Generalidades
Gnesis y evolucin de los magmas en contexto de subducin
Propiedades fsicas de los magmas
Dinmica del ascenso del magma
Tipos y tamaos de las erupciones
2. Segunda parte : Procesos y productos volcnicos
Volcanismo efusivo : flujos y domos de lava
Volcanismo explosivo : dispersin de piroclastos y flujos
piroclsticos
Avalanchas y flujos de escombros
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Volcanismo Explosivo
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La columna de erupcin alcanz >20 km de altura y se mantuvo a
+ 10 km
por alrededor de 9 horas
Mount St. Helens
18 May 1980, ~ 12h00
Volcanismo Explosivo
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Durante las explosiones, los fragmentos de roca ms grandes caen
cerca del crter, mientras que los ms pequeos (ceniza) son
llevados
lejos por el viento. A todos estos materiales se les conoce con
el nombre genrico de TEFRA.
Volcanismo Explosivo
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Ceniza: fragmentos finos (< 2 mm) constituidos por fragmentos
de vidrio, cristales y fragmentos lticos.
Lapilli: fragmentos de talla intermedia (2-64 mm), constituidos
por piedra pmez, escoria, fragmentos de roca (lticos)
Bloques y bombas: fragmentos grandes (> 64 mm), los bloques
son fragmentos emitidos en estado slido y generalmente tienen
formas angulares, mientras que las bombas son fragmentos
incandescentes emitidos en un estado semi-fundido.
USGS
Columnas de erupcin
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Columnas de erupcin
Tungurahua, Agosto (2006) Chimborazo
Cada de ceniza (< 2 mm)Cada de pmez (> 2 mm)
Actividad pliniana
MistiPuyehue, Junio 2011
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Colapso de columna
Columnas de erupcin
+30 s
+40 s +60 s +5 min
+15 s
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Si la energa de la erupcin disminuye.
Incremento del dimetro del conducto o crter
La densidad en toda (o en parte) de la columna eruptiva es mayor
que la de la atmsfera
Como resultado la columna colapsar produciendo flujos
piroclsticos
Colapso de columna
Q = rAv
Columnas de erupcin
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Volcn Mayon - PhilipinasSeptiembre - 1984
Avalanchas calientes, rpidas, altamente fluidizadas, controladas
por la gravedad, constituidas por fragmentos de
roca, ceniza y gases que ocurren frecuentemente en erupciones
explosivas y que se deplazan sobre la superficie.
Flujos piroclsticos
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Volumen : 1000 km3)
Alcance : 100 km
Altas velocidades (hasta 150 km/h)
Temperatura: 100-800 C.
Respuesta a la topografa: pueden o no estar confinados a los
valles
Pinatubo (Filipinas, 1991)
Misti (20 ka)
Flujos piroclsticos
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Un flujo presenta normalmente 3 partes: (1) un flujo basal,
denso y ceido al piso,(2) una oleada en forma de nube turbulenta y
(3) Nube convectiva o co-ignimbrita.
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Flujos piroclsticos
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Flujos diluidos ( surges u oleadas)
Flujos de baja densidad (concentracin de slidos 0.1-1 vol.
%).
Estratificacin por densidad muy marcada, con concentraciones
altas cerca a la superficie.
Por el contrario, la velocidad aumenta de la base al tope.
Comportamiento turbulento.
Los depsitos se generan por depositacin/agradacin a la base.
Wilson and Houghton (2000)
Flujos piroclsticos
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Flujos concentrados o densos
Flujos de alta densidad (concentracin de slidos de varios 10s
%).
La parte inferior es muy densa, mientras que la parte superior
es diluida (buoyante).
La parte basal tiene altas velocidades.
Transicin muy marcada entre la parte inferior y superior.
Comportamiento laminar.
Depositacin asociada con la friccin basal y la prdida de la
energa potencial.
Flujos piroclsticos
Wilson and Houghton (2000)
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Otras diferenciasFall vs. surge vs. flow
Fall: depsitos periclinales, sinestratificacin cruzada, dunas,
etc.,buena estratificacin y buen sorteo, nohay evidencia de altas
temperaturas ni deerosin a la base. Los fragmentosjuveniles son
angulosos.
Surge: variaciones importantes deespesor (valles-crestas),
capacidad desobrepasar relieves importantes, sorteovariable,
estratificacin cruzada,laminaciones y otras evidencias detrasporte
lateral, clastos juvenilessubredondeados.
Flow: Generalmente confinados a losvalles, ausencia de
estructuras internas,mal sorteo, evidencias de altatemperatura
frecuentes (welding, carbn,etc.), clastos juveniles
redondeados.
Wilson and Houghton (2000)
Flujos piroclsticos
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Mecanismos para la generacin de los flujos piroclsticos
Cas & Wright (1987)
Flujos piroclsticos
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ChachaniFlujo de colapso de domo:Depsito de bloques y ceniza
(Pleistoceno)
Flujos piroclsticos
Flujos de colapso de domo
Chachani
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Tungurahua, 14 Jul 2006
Flujos piroclsticos
Colapso de una fuente de lava
Boiling over
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- Capa 3: Capa rica en ceniza de origen secundario o de una nube
co-ignimbrtica.
- Capa 2b: Capa con gradacin normal (lticos grandes hacia la
base); y con gradacin inversa para los fragmentos de pmez (grandes
pmez al tope). Se observan tambin pipes de elutriacin (empobrecidas
en material fino) asociadas con el escape de gases.
- Capa 2a: capa rica en ceniza, interpretada como resultado de
la interaccin con la superficie.
- Capa 1: Capa basal de caractersticas variables. Comnmente se
trata de una capa rica en lticos, probablemente formada por la
sedimentacin del frente del flujo. Puede tambin tratarse de una
capa asociada con surges basales.
Flujos piroclsticos
Ignimbritas
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Flujos piroclsticos
Zonacin composicional (riodacita andesita)Ignimbrita Mazama,
Crater lake (6845 yBP).
Chimeneas de elutriacinIgnimbrita Cerro Galn (4.6 Ma)
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Flujos piroclsticos
Sillar (Per)
Iglesia de La Compaia, Arequipa (Per)
Ignimbrita Aeropuerto
Paquereau et al., 2006
